JPH10336088A - 移動体衛星通信システムの送信電力制御方式 - Google Patents

移動体衛星通信システムの送信電力制御方式

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JPH10336088A
JPH10336088A JP9138218A JP13821897A JPH10336088A JP H10336088 A JPH10336088 A JP H10336088A JP 9138218 A JP9138218 A JP 9138218A JP 13821897 A JP13821897 A JP 13821897A JP H10336088 A JPH10336088 A JP H10336088A
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transmission
circuit
control
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    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1853—Satellite systems for providing telephony service to a mobile station, i.e. mobile satellite service
    • H04B7/18539—Arrangements for managing radio, resources, i.e. for establishing or releasing a connection
    • H04B7/18543—Arrangements for managing radio, resources, i.e. for establishing or releasing a connection for adaptation of transmission parameters, e.g. power control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 デマンドアサイメントによる回線割り当て方
式の衛星通信受信局の受信同期保持、同期捕捉及びデー
タ伝送に最適な送信電力制御。 【解決手段】 送信電力制御器１と電力増幅器２と送信
レベルをモニターする手段３と受信情報を解析し、送信
レベルを設定する手段５とモニターされた送信レベルと
設定した送信レベルを比較する手段と比較した結果の誤
差分を誤差成分の極性により平均時間を切り換え平均す
る手段６とを有する。送信部で、設定した送信レベルよ
り高いときは平均時間を長くして応答速度を遅くし、設
定した送信レベルより低いときは平均時間を短くして応
答速度を速くする。制御回線から通信回線に移行し、指
定された低送信電力レベルへ同期保持に支障がないよう
に変更するとともに通信回線から制御回線へ移行し、最
大送信レベルへ速やかに送信電力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体衛星通信シス
テムにおける送信電力制御方式に関し、特に回線が切り
替わった場合及び送られてきた送信電力の制御情報をも
とにして送信電力を制御する移動体衛星通信システムの
送信電力制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】デマンドアサイメントにもとづく、Ｓｉ
ｎｇｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌ ＰｅｒＣａｒｒｉｅｒ（Ｓ
ＣＰＣ）／周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ）方式の
回線接続を行う衛星通信システムを図３を用いて説明す
る。本図において、一般に通信システムを管理・制御す
る回線制御局１１、公衆回線や専用回線に接続する地球
局１２とユーザーが衛星通信網にアクセスする端末や移
動局（端末／移動局）１３、通信衛星１４から構成され
る。
【０００３】回線制御局１１はネットワーク全体を監視
する一方で、フォワードリンク（アウトバウンドとも称
される）を使って、回線制御情報を時分割多重（ＴＤ
Ｍ）で連続送信する。このＴＤＭには、着呼呼び出し、
使用通信チャンネルの情報が含まれる。地球局１２およ
び端末／移動局１３は、ＴＤＭで送信されてくる回線制
御情報を受信し、この情報をもとに、リターンリンク
（インバウンド）を使って、発呼要求、着信の応答を行
う。このリターンリンクは、時分割多元接続（ＴＤＭ
Ａ）で、ＴＤＭの回線情報に従い、所定の時間スロット
に各地球局１２および端末／移動局１３から送信される
発呼要求、着信応答バースト信号の伝送に利用される。
【０００４】回線制御局１１は、各地球局１２および端
末／移動局１３から送信される発呼要求、着信応答信号
を受信する（端末や移動局が地球局へ発呼要求し、地球
局が回線制御局へ回線割り当て接続要求をする間接的な
場合も含む）と使用可能な通信チャンネルを地球局１２
および端末／移動局１３へ制御回線１５で知らせる。地
球局１２および端末／移動局１３は指定された通信チャ
ンネルを受信するとそのチャンネルに設定し、制御回線
１５から通信回線１６に移行する。そして、所定のシー
ケンスを経て、端末／移動局１３は、衛星１４を介して
地球局１２から公衆回線または専用回線（公衆回線／専
用回線１７）に接続される。
【０００５】このような一連の回線接続において制御情
報を送受信する制御回線１５では、通信システムの信頼
性を高めるためアンテナ仰角が低い地理的条件（回線接
続上最も厳しい通信条件）であっても、安定に回線接続
ができるように、通常、規定されている最大送信レベル
を標準レベルとし制御情報を送受信する。通信回線へ移
行後、他の通信回線への干渉を最小限にし、衛星の電力
が最も効率的に利用されるように送信レベルを制御す
る。また、電池で運用する移動端末においては、送信レ
ベル制御によって消費電力を小さくし、より長い時間の
利用を可能にしている。
【０００６】上述した通信システムにおける地球局１２
と端末／移動局１３の送信電力は、これまで図４に示す
ような構成により制御している。すなわち、周波数変換
器で周波数変換された変調信号の送信電力を制御する送
信電力制御器１と所定の送信電力まで電力増幅し、アン
テナへ出力する電力増幅器２と電力増幅器の出力レベル
を検波するレベル検波器３とレベル検波器３で検波され
た送信レベルと設定送信レベルとを比較する比較回路６
とその比較誤差を平均し、送信電力制御器１を制御する
平均回路９で構成され次のように動作する。
【０００７】制御回線１５で送信するときには、最大標
準送信レベルに設定し、送信中に送信信号をレベル検波
器３で検波したレベルと送信レベル設定値を比較回路６
で比較する。設定レベルからの比較誤差分を平均し、検
波された送信信号レベルが送信レベル設定値より高けれ
ば、送信信号レベルを減衰する方向へ、検波された送信
信号レベルが送信レベル設定値より低ければ、送信信号
レベルの減衰を減少する方向へ、送信電力を制御する。
【０００８】制御回線１５において回線割り当て要求に
対して回線が割り当てられ通信回線１６へ移行する。回
線移行後、端末／移動局１３と地球局１２が互いに受信
レベルを測定し、その情報を送信する。通信している対
向局の測定された受信レベルをもとに、システム運用上
最適な送信レベルを双方で設定し、送信電力を制御す
る。かかる制御に関しては、例えば、特開平８−２３７
１９４号公報に記載されている。比較回路に設定された
送信レベル設定値のみが異なるだけで送信電力制御は制
御回線１５と同様の方法で行う。
【０００９】通信回線１６での通信を終了すると再び制
御回線１５に戻る。標準の最大送信レベルに設定し、送
信するときに上述の動作により所定の送信電力へ制御す
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上の方法により通信
回線間の干渉を最小にし、衛星の電力が最も効率的に利
用されるように送信レベルを制御するが、送信レベルの
制御幅が大きくなると次のような弊害が生じる。
【００１１】すなわち、図５は、制御回線と通信回線の
移行時の送信電力を示す図である。
【００１２】通信回線に移って相手局の受信レベルが十
分高いため、自局の送信レベルを最も低くする場合、振
幅、位相変動により受信側の同期保持に支障がないよう
に追従可能な速さで送信レベルを変える。最低の送信レ
ベルで安定に送信電力が制御されているところで通信が
終了し、制御回線に戻ると次の送信に備え、標準の最大
送信レベルに設定する。制御回線で次に発呼要求、着信
応答等の制御信号バーストを送信する時、バースト先頭
は、通信回線で最低レベルに制御されたレベルから送信
され、最大レベルへ制御されながら送信される。
【００１３】このため通信システムで要求される信号電
力対雑音電力比（Ｓ／Ｎ）が得られず同期捕捉やデータ
伝送に支障が生じる場合がある。特にバースト先頭部に
は、キャリヤ再生、クロック再生用のトレーニングシー
ケンスやユニークワードが含まれ、データ部を再生する
のに重要な役割を果たす。
【００１４】逆にこのような問題を避けるために所定送
信レベルまで高速に収束するように制御回線での送信レ
ベル制御応答を速くすると通信回線において相手局の受
信レベル情報を受信した後、送信レベルを制御する時に
相手局の受信同期が維持できない問題や送信電力制御が
不安定になる問題が起こり得る。特に送信レベル制御幅
が大きい場合に顕著となる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
本発明の移動体衛星通信システムの送信電力制御方式
は、地球局と端末／移動体局が通信衛星を介して制御回
線と通信回線を用いてデマンドアサイメントによる通信
を行う移動体衛星通信システムの送信電力制御方式にお
いて、前記地球局と端末／移動体局の送信電力を前記制
御回線から通信回線に移行する場合は送信電力制御ルー
プの応答を低速とし、前記通信回線から制御回線に移行
する場合は前記送信電力制御ループの応答を高速になる
よう制御することを特徴とする。
【００１６】そして、前記制御回線は前記地球局と端末
／移動体局及び回線制御局との間の通信で用いられ、前
記地球局と端末／移動体局の送信電力レベルを最大レベ
ルとすることを特徴とする。また、前記通信回線は前記
地球局と端末／移動体局との間の通信で用いられ、一方
で検出されて他方へ送信された受信レベルに基づき最適
な送信レベルに双方の送信レベルが設定されることを特
徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照し説明する。本発明の移動体衛星通信システムは
図３に示した構成と同等であり、既に説明されてあるた
めここでは説明を省略する。
【００１８】図１は本発明の実施の形態に関する移動体
衛星通信システムの送信電力制御方式を用いる地球局１
２や端末／移動局１３の送信電力制御に関する部分のブ
ロック図を示している。
【００１９】この送信電力制御方式は、デマンドアサイ
メントにもとづく、ＳｉｎｇｌｅＣｈａｎｎｅｌ Ｐｅ
ｒ Ｃａｒｒｉｅｒ（ＳＣＰＣ）／周波数分割多元接続
（ＦＤＭＡ）方式の回線接続を行う回線割当方法の衛星
通信システムにおいて、地球局１２や端末／移動局１３
の送信部に周波数変換器（図示せず）で周波数変換され
た変調信号の送信レベルを制御する送信電力制御器１
と、所定の送信レベルまで電力増幅し、アンテナへ出力
する電力増幅器２と、電力増幅器２の出力レベルを検波
するレベル検波器３と、相手局から送信されてきた受信
情報を解析し、最適送信レベルを設定する制御回路４
と、制御回路４により設定された送信レベルの基準信号
を出力する送信レベル設定回路５と、レベル検波器３で
検波された送信レベルと設定送信レベルの基準信号とを
比較する比較回路６と、比較回路６で出力される信号の
極性を判定し、平均サンプル数（平均時間）の選択制御
信号を出力する判定回路７と、判定回路７からの選択信
号により平均サンプル数を選択する選択回路８と、比較
回路６から出力される誤差成分を選択回路８により指定
された平均サンプル数で平均し、送信電力制御器１を制
御する平均回路９とから構成される。
【００２０】なお、前記平均回路は、例えば、比較回路
６出力の誤差成分（アナログ信号）を入力して、所定の
サンプリング数でデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
から構成されている。
【００２１】この場合、前記所定のサンプリング数を前
記判定回路７の出力に基づき２個の平均サンプル数Ｌ
１、Ｌ２のどちらかを選択でき、選択された平均サンプ
ル数に基づき生成されたデジタル信号を前記送信電力制
御器を制御している。
【００２２】次に以上のように構成された送信制御の動
作と方法について説明する。
【００２３】送信データは、誤り訂正、差動、スクラン
ブル等の符号化処理された後、ディジタル変調され、周
波数変換器で無線周波数へ変換される。その信号は、送
信電力制御器１で送信レベルが調整されて、電力増幅器
２で所定のレベルまで電力増幅される。電力増幅された
信号は、デュプレクサー（図示せず）を通してアンテナ
（図示せず）から送出される一方でレベル検波器３で送
出している送信レベルがモニターされる。
【００２４】送信されるべきレベルは、制御回路４から
送信レベル設定回路５に設定され、送信レベル設定回路
５が、各送信レベルステップに対応する基準信号を生成
する。
【００２５】レベル検波器３で検波された送信レベルＰ
と設定された送信レベルの基準信号Ｒを比較回路６で比
較し、送信レベルの基準信号からの誤差（Ｐ−Ｒ）を出
力する。その誤差を平均回路９で平均化すると同時に、
その誤差成分（Ｐ−Ｒ）の極性を判定回路７で判定し、
判定結果により平均回路９の平均サンプル数を制御す
る。選択回路８には予め２つの平均サンプル数Ｌ１，Ｌ
２を用意し、判定回路７の結果により平均サンプル数を
選択する。選択された平均サンプル数で平均化された結
果により送信電力制御器１を制御する。これらによっ
て、送信電力制御のループを形成する。
【００２６】平均回路９の平均サンプル数を多くすれば
応答速度が遅くなるが、制御系が安定し、平均サンプル
数を少なくすると応答速度は速くなり、設定レベルまで
の収束が速くなる。
【００２７】表１に示すように検波された送信レベルＰ
が設定送信レベルＲ以下であれば、つまりＰ−Ｒ≦０の
場合、平均サンプル数の多いＬ１で平均し、検波された
送信レベルＰが設定送信レベルＲより大きければ、つま
りＰ−Ｒ＞０の場合、平均サンプル数の少ないＬ２（≧
Ｌ１）により平均化する。
【００２８】
【表１】
【００２９】この論理にしたがって制御すると図２に示
すように制御回線１５から通信回線１８に移行し、標準
レベルである最大送信レベルから指定された小電力レベ
ルへ変更する場合、送信レベルが設定レベルで安定送信
されるまでは、送信レベルが設定レベルより高いため平
均サンプル数の多いＬ１で設定レベルとの誤差分が平均
される。この時の応答速度を受信側の同期保持に支障が
ない速度に平均サンプル数Ｌ１を設定する。
【００３０】そして、通信回線から制御回線へ移行し、
小電力レベルから標準レベルである最大送信レベルへ送
信する場合には、最大送信レベルに収束するまで送信レ
ベルが設定レベルより低いため平均サンプル数の少ない
Ｌ２により設定レベルとの誤差分が平均される。平均サ
ンプル数の少ない平均Ｌ２により設定送信レベルまでの
収束を速くし、回線接続上、最も厳しい通信条件であっ
ても、安定に回線接続ができるように所定レベルで送信
されるよう送信電力を制御する。
【００３１】また、他の発明の実施の形態としては、平
均回路９をＡ／Ｄ変換器を用いずに同等機能を持たせた
構成とすることもできる。例えば、平均回路９として外
部よりカットオフ周波数が制御できるローパスフィルタ
を用いる。そして、判定回路７の出力を選択回路８に入
力し、フィルタのカットオフ周波数を制御することにな
る。
【００３２】すなわち、Ｐ≧Ｒの場合、カットオフ周波
数を低くして応答速度を遅くし、Ｐ＜Ｒの場合、カット
オフ周波数を高くして応答速度を高くするように選択回
路８が制御することにより送信電力制御を行うことによ
り制御回線から通信回線への移行時の問題を防止するこ
とができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の送信電力制
御方式では、複雑な制御をしない簡易な構成で送信中の
送信レベルをモニターし、モニターされた送信レベルと
設定した送信レベルの比較によりその誤差成分の平均時
間を切り換え応答速度を変えているので、制御回線から
通信回線に移行する場合、受信側の同期保持に支障がな
いように送信電力が制御される。また、通信回線から制
御回線へ移行する場合、同期捕捉やデータ伝送に支障が
ないように標準レベルへ速やかに送信電力を制御する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す地球局および端末／
移動局の送信部を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した送信電力制御方式の送信電力
の変化を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の移動体衛星通信システムを示すブロッ
ク図である。
【図４】従来の地球局および端末／移動局の送信部を示
すブロック図である。
【図５】従来の送信電力制御方式の送信電力の変化を示
すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 送信電力制御器 ２ 電力増幅器 ３ レベル検波器 ４ 制御回路 ５ 送信レベル設定回路 ６ 比較回路 ７ 判定回路 ８ 選択回路 ９ 平均回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 地球局と端末／移動体局が通信衛星を介
    して制御回線と通信回線を用いてデマンドアサイメント
    による通信を行う移動体衛星通信システムの送信電力制
    御方式において、 前記地球局と端末／移動体局の送信電力を前記制御回線
    から通信回線に移行する場合は送信電力制御ループの応
    答を低速とし、前記通信回線から制御回線に移行する場
    合は前記送信電力制御ループの応答を高速になるよう制
    御することを特徴とする移動体衛星通信システムの送信
    電力制御方式。
  2. 【請求項２】 前記制御回線は前記地球局と端末／移動
    体局及び回線制御局との間の通信で用いられ、前記地球
    局と端末／移動体局の送信電力レベルを最大レベルとす
    ることを特徴とする請求項１記載の移動体衛星通信シス
    テムの送信電力制御方式。
  3. 【請求項３】 前記通信回線は前記地球局と端末／移動
    体局との間の通信で用いられ、一方で検出されて他方へ
    送信された受信レベルに基づき最適な送信レベルに双方
    の送信レベルが設定されることを特徴とする請求項１記
    載の移動体衛星通信システムの送信電力制御方式。
  4. 【請求項４】 前記送信電力制御ループは、入力信号を
    受けて制御信号に基づき送信レベルが制御される送信電
    力制御器と、前記送信電力制御器の出力を検出して検出
    された送信レベルと前記設定された送信レベルとを比較
    する手段と、前記比較する手段により得られた誤差レベ
    ルを前記送信電力制御ループの応答速度を制御する平均
    化手段と、前記平均化手段の出力を入力して前記誤差レ
    ベルを最小化するよう前記送信電力制御器を制御する手
    段とを有することを特徴とする請求項１、３記載の移動
    体衛星通信システムの送信電力制御方式。
  5. 【請求項５】 前記平均化手段は、前記誤差レベルの極
    性を判定する判定手段と、前記誤差レベルを所定のサン
    プリング数でアナログ／デジタル信号に変換する変換手
    段と、前記所定のサンプリング数を前記判定手段の出力
    に基づき複数の平均サンプル数から選択する選択手段
    と、前記選択手段で選択された平均サンプル数に基づき
    生成されたデジタル信号を前記送信電力制御器を制御す
    る制御手段とを有することを特徴とする請求項４記載の
    移動体衛星通信システムの送信電力制御方式。
  6. 【請求項６】 前記平均化手段は、前記誤差レベルの極
    性を判定する判定手段と、前記誤差レベルを入力し制御
    信号に応じてカットオフ周波数が可変できるフィルタ
    と、前記判定手段の出力に基づき前記フィルタのカット
    オフ周波数を選択する選択手段と、前記選択手段で選択
    されたカットオフ周波数のフィルタを介して前記送信電
    力制御器を制御する制御手段とを有することを特徴とす
    る請求項４記載の移動体衛星通信システムの送信電力制
    御方式。
  7. 【請求項７】 地球局と端末／移動体局が通信衛星を介
    して制御回線と通信回線を用いてデマンドアサイメント
    による通信を行う移動体衛星通信システムの送信電力制
    御方式において、 前記地球局と端末／移動体局は、 入力信号を受けて送信レベルを制御する送信電力制御器
    と、 前記送信電力制御器の出力を所定の送信レベルまで電力
    増幅する電力増幅器と、 前記電力増幅器の出力レベルを検波するレベル検波器
    と、 一方の局から送信された受信情報を解析し、最適送信レ
    ベルを設定する制御回路と、 前記レベル検波器で検波された送信レベルと前記基準信
    号とを比較する比較回路と、 前記比較回路の出力信号の極性を判定し、平均サンプル
    数（平均時間）の選択制御信号を出力する判定回路と、 判定回路からの選択信号により平均サンプル数を選択す
    る選択回路と、 比較回路から出力される誤差成分を選択回路により指定
    された平均サンプル数で平均し、送信電力制御器を制御
    する平均回路とを有することを特徴とする送信電力制御
    方式。
  8. 【請求項８】 地球局と端末／移動体局が通信衛星を介
    して制御回線と通信回線を用いてデマンドアサイメント
    による通信を行う移動体衛星通信システムの送信電力制
    御方式において、 前記地球局と端末／移動体局の送信部は、 入力信号を受けて送信レベルを制御する送信電力制御器
    と、 前記送信電力制御器の出力を所定の送信レベルまで電力
    増幅する電力増幅器と、 前記電力増幅器の出力レベルを検波するレベル検波器
    と、 一方の局から送信された受信情報を解析し、最適送信レ
    ベルを設定する制御回路と、 前記レベル検波器で検波された送信レベルと前記基準信
    号とを比較する比較回路と、 前記比較回路の出力信号の極性を判定し、フィルタのカ
    ットオフ周波数を選択する選択信号を出力する判定回路
    と、 前記判定回路からの選択信号により前記フィルタのカッ
    トオフ周波数を選択する選択回路と、 前記比較回路から出力される誤差成分を前記選択回路に
    より指定されたカットオフ周波数のフィルタを介して前
    記送信電力制御器を制御する平均回路とを有することを
    特徴とする送信電力制御方式。
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Cited By (7)

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